专利名称：基于分布式负荷动态调节的微电网监控系统及控制方法
技术领域：
本发明涉及一种基于分布式负荷动态调节的微电网监控系统及控制方法，属于微电网技术领域。
背景技术：
微电网是由分布式电源、储能系统和负荷组成的自治可控系统。微电网中分布式电源大多由风力发电、光伏发电等清洁可再生能源组成，具有间歇性和不稳定性。通过维持微电网系统内部发电功率与负荷用电功率平衡，可保证微电网并网、离网、并网到离网切换的稳定运行。微电网并网运行时，有大电网作为支持，可以很好的维持功率平衡。微电网并网到离网切换和离网运行时，通过储能系统的充电、放电维持系统功率平衡。微电网内部储 能系统容量、充放电功率有限，完全依靠储能系统很难维持微电网系统功率平衡。目前的微电网系统大多采用集中式控制方法，通过就地装置监测负荷、发电单元的电压、电流、功率、频率等信息，上送到微电网控制器。微电网控制器进行微电网内部功率计算，得出微电网功率盈亏，下发负荷或发电单元的投切命令，由就地装置执行。一般情况下，微电网中负荷的用电量要大于分布式电源的发电量，并网运行时，主网可为微电网提供不足电量。离网运行时要切除部分一般负荷，保证重要负荷供电可靠性。微电网负荷功率变化无法精确预知，功率可能在瞬时发生跳变，功率不平衡发生迅速，微网集中控制器接收到就地装置上送数据，计算后下发控制命令，响应速度很难达到要求。
发明内容
发明目的为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种基于分布式负荷动态调节的微电网监控系统及控制方法，通过微电网控制器与就地微电网负荷控制器协调控制，提高微电网内部功率调节速度，维持微电网内部发电功率与负荷功率的平衡，保证微电网运行的稳定性。为了实现上述目的，本发明是采取以下的技术方案来实现的一种基于分布式负荷动态调节的微电网监控系统，其特征在于所述微电网监控系统包括微电网控制器、微电网负荷控制器、并网点监控、分布式电源监控和储能系统监控，所述微电网控制器通过通讯网络分别与微电网负荷控制器、并网点监控、分布式电源监控和储能系统监控并行连接。还提供了一种基于分布式负荷动态调节的微电网控制方法，其特征在于包括下列步骤(I)微电网一次设备由分布式电源、储能系统、负荷构成；(2)微电网监控系统由微电网控制器、微电网负荷控制器、并网点监控、分布式电源监控和储能系统监控组成；(3)微电网负荷控制器把所接负荷的电压、电流、有功功率、无功功率等数据上送给微电网控制器；
(4)并网点监控把微电网与大电网连接处的电压、电流、频率、有功功率、无功功率等数据上送给微电网控制器；(5)分布式电源监控把分布式电源发出电压、电流、功率等数据上送给微电网控制器；(6)储能系统监控把储能系统的充放电状态、电压、电流、剩余电量等数据上送给微电网控制器；(7)微电网控制器，根据微电网负荷控制器、并网点监控、分布式电源监控和储能系统监控的上送数据，计算微电网内部功率值；当分布式电源大于负荷，储能系统未处于充满状态时储能系统电池充电，储能系统充满后微电网控制器下发命令，切除部分分布式电源；当分布式电源功率小于负荷功率时，根据储能系统的剩余电量和储能系统的最大放电功率，计算各线路负荷功率值，并将各线路负荷功率值下发给微电网负荷控制器；(8)微电网负荷控制器接收到微电网控制器下发线路负荷功率定值，监测所在线路负荷的功率值，当线路负荷功率大于功率定值时，根据所接支路的负荷等级，判断出要切除负荷支路，切除负荷，保证线路负荷不大于微电网控制器下发定值。有益效果本发明提供的基于分布式负荷动态调节的微电网监控系统及控制方法，通过微电网控制器和微电网负荷控制器的协调控制，能够保证微电网的稳定运行；在微电网并网运行时，保证微电网与主网交互功率在储能系统可调节的范围内，当微电网发生主动离网或被动离网，可由储能系统维持功率平衡；在微电网离网运行时，保证负荷和分布·式电源功率差值在储能系统可调节的范围；采用分布式负荷动态调节方法，微电网控制器进行分钟级的功率调节，由负荷就地控制装置进行毫秒级到秒级的功率调节，保证微电网的功率平衡。
图I为本发明中的基于分布式负荷动态调节的微电网一次设备结构图；图2为本发明的基于分布式负荷动态调节的微电网监控系统图；图3为本发明的微网控制器控制方法流程图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作更进一步的说明。如图2所示，一种基于分布式负荷动态调节的微电网监控系统，其特征在于所述微电网监控系统包括微电网控制器、微电网负荷控制器、并网点监控、分布式电源监控和储能系统监控，所述微电网控制器通过通讯网络分别与微电网负荷控制器、并网点监控、分布式电源监控和储能系统监控并行连接。如图I、图2和图3所示，一种基于分布式负荷动态调节的微电网控制方法，包括下列步骤(I)微电网一次设备由分布式电源、储能系统、负荷构成；(2)微电网监控系统由微电网控制器、微电网负荷控制器、并网点监控、分布式电源监控和储能系统监控组成；(3)微电网负荷控制器把所接负荷的电压、电流、有功功率、无功功率等数据上送给微电网控制器；(4)并网点监控把微电网与大电网连接处的电压、电流、频率、有功功率、无功功率等数据上送给微电网控制器；( 5 )分布式电源监控把分布式电源发出电压、电流、功率等数据上送给微电网控制器；(6)储能系统监控把储能系统的充放电状态、电压、电流、剩余电量等数据上送给微电网控制器；(7)微电网控制器，根据微电网负荷控制器、并网点监控、分布式电源监控和储能系统监控的上送数据，计算微电网内部功率值；当分布式电源大于负荷，储能系统未处于充满状态时储能系统电池充电，储能系统充满后微电网控制器下发命令，切除部分分布式电源；当分布式电源功率小于负荷功率时，根据储能系统的剩余电量和储能系统的最大放电功率，计算各线路负荷功率值，并将各线路负荷功率值下发给微电网负荷控制器；·(8)微电网负荷控制器接收到微电网控制器下发线路负荷功率定值，监测所在线路负荷的功率值，当线路负荷功率大于功率定值时，根据所接支路的负荷等级，判断出要切除负荷支路，切除负荷，保证线路负荷不大于微电网控制器下发定值。如图3所示，微电网控制器接收微电网中分布式电源、负荷、储能系统的当前的电压、电流、功率以及储能系统的剩余电量等数据，微网控制器计算微电网中分布式电源功率与负荷功率差值ΔΡ。当分布式电源功率大于负荷功率，即ΛΡ>0，根据电池剩余电量判断电池是否可充电。若储能系统电池可充电，判断发电功率与负荷差值Λ P是否大于电池最大充电功率_，AP>Ps_切除部分分布式电源，ΔΡ< = P^max不进行控制。若储能系统电池不可充电，下发命令切除部分分布式电源单元。当分布式电源功率小于负荷功率，即ΛΡ〈=0，根据电池剩余电量判断电池是否可放电。若储能系统电池可放电，判断发电功率与负荷差值ΛΡ是否大于电池最大放电功率Patmax，-ΔΡ>Ρ“ΧΤ发微电网负荷控制器负荷功率限值Ρ_+Ρ放_，-ΛΡ〈 = Patmax不进行控制。若储能系统电池不可放电，下发微电网负荷控制器负荷功率限值ΡΜ_。微电网负荷控制器接收到功率定值，监测线路负荷功率，若线路负荷功率小于微网控制器下发功率定值，不进行控制；若线路负荷功率大于功率定值，判断各支路负荷的负荷等级，切除负荷等级低负荷支路。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
权利要求
1.基于分布式负荷动态调节的微电网监控系统，其特征在于所述微电网监控系统包括微电网控制器、微电网负荷控制器、并网点监控、分布式电源监控和储能系统监控，所述微电网控制器通过通讯网络分别与微电网负荷控制器、并网点监控、分布式电源监控和储能系统监控并行连接。
2.基于分布式负荷动态调节的微电网控制方法，其特征在于包括下列步骤 (1)微电网一次设备由分布式电源、储能系统、负荷构成； (2)微电网监控系统由微电网控制器、微电网负荷控制器、并网点监控、分布式电源监控和储能系统监控组成； (3)微电网负荷控制器把所接负荷的电压、电流、有功功率、无功功率等数据上送给微电网控制器； (4)并网点监控把微电网与大电网连接处的电压、电流、频率、有功功率、无功功率等数据上送给微电网控制器； (5)分布式电源监控把分布式电源发出电压、电流、功率等数据上送给微电网控制器； (6)储能系统监控把储能系统的充放电状态、电压、电流、剩余电量等数据上送给微电网控制器； (7)微电网控制器，根据微电网负荷控制器、并网点监控、分布式电源监控和储能系统监控的上送数据，计算微电网内部功率值；当分布式电源大于负荷，储能系统未处于充满状态时储能系统电池充电，储能系统充满后微电网控制器下发命令，切除部分分布式电源；当分布式电源功率小于负荷功率时，根据储能系统的剩余电量和储能系统的最大放电功率，计算各线路负荷功率值，并将各线路负荷功率值下发给微电网负荷控制器； (8)微电网负荷控制器接收到微电网控制器下发线路负荷功率定值，监测所在线路负荷的功率值，当线路负荷功率大于功率定值时，根据所接支路的负荷等级，判断出要切除负荷支路，切除负荷，保证线路负荷不大于微电网控制器下发定值。
全文摘要
本发明公开了一种基于分布式负荷动态调节的微电网监控系统，其特征在于所述微电网监控系统包括微电网控制器、微电网负荷控制器、并网点监控、分布式电源监控和储能系统监控，所述微电网控制器通过通讯网络分别与微电网负荷控制器、并网点监控、分布式电源监控和储能系统监控并行连接。本发明提供的基于分布式负荷动态调节的微电网稳定控制方法，通过微电网控制器与就地微电网负荷控制器协调控制，提高微电网内部功率调节速度，维持微电网内部发电功率与负荷功率的平衡，保证微电网运行的稳定性。
文档编号H02J3/38GK102931662SQ20121040710
公开日2013年2月13日 申请日期2012年10月23日 优先权日2012年10月23日
发明者丁建忠, 沈浩东, 陈娜, 赵景涛, 仇佳鑫, 冯威, 杨金喜, 谢虎, 唐斐, 陈晖 申请人:江苏省电力公司扬州供电公司, 国电南瑞科技股份有限公司, 江苏省电力公司, 国家电网公司